腸内環境の変動による腸管ウイルス感染感受性の変化

腸管腔内には1000種超の腸内細菌が生息しており、宿主の消化酵素によって分解された食事成分は腸内細菌により二次代謝物（胆汁酸、短鎖脂肪酸、トリプトファン代謝物等）となり腸管上皮細胞により吸収される。腸内細菌やその代謝物は生体の恒常性維持に重要な機能を果たしており、生体の一部であると考えることもできる。下部消化管に感染する腸管ウイルス（ロタウイルス、カリシウイルス等）は、このように腸内細菌叢や細菌代謝物とともに形成される腸内環境を好適環境として適応進化してきたと考えられる。本研究課題では、腸管ウイルスであるロタウイルスの感染感受性に影響を与える腸内環境因子を明らかにするため、抗生物質や食事など外部因子により積極的に腸内環境を改変したマウスを用いて、変動する腸内環境とロタウイルス感染との関連を調べた。これまでに様々な作用機序を示す抗生物質の投与により人工的に腸内細菌叢を改変したマウスにロタウイルス感染を行い、ウイルス感染を抑制する抗生物質とウイルス感染に影響の無い抗生物質を特定した。さらに特殊配合飼料（高脂肪、高コレステロール等）によりマウスを飼育することでロタウイルスの感染性が顕著に低下することを見出した。また様々な抗生物質を経口投与したマウスの腸内細菌叢をメタゲノム解析により調べたところ、ロタウイルス感染抑制効果を示したペニシリン投与マウスにおいて顕著に増加している細菌種が認められた。またペニシリン投与マウスの腸管内メタボローム解析を行ったところ、多くの代謝物質が顕著に増加もしくは減少していることが明らかとなった。

腸管腔内には1000種超の腸内細菌が生息しており、宿主の消化酵素によって分解された食事成分は腸内細菌により二次代謝物（胆汁酸、短鎖脂肪酸、トリプトファン代謝物等）となり腸管上皮細胞により吸収される。腸内細菌やその代謝物は生体の恒常性維持に重要な機能を果たしており、生体の一部であると考えることもできる。下部消化管に感染する腸管ウイルス（ロタウイルス、カリシウイルス等）は、このように腸内細菌叢や細菌代謝物とともに形成される腸内環境を好適環境として適応進化してきたと考えられる。本研究課題では、腸管ウイルスであるロタウイルスの感染感受性に影響を与える腸内環境因子を明らかにするため、抗生物質や食事など外部因子により積極的に腸内環境を改変したマウスを用いて、変動する腸内環境とロタウイルス感染との関連を調べた。これまでに様々な作用機序を示す抗生物質の投与により人工的に腸内細菌叢を改変したマウスにロタウイルス感染を行い、ウイルス感染を抑制する抗生物質とウイルス感染に影響の無い抗生物質を特定した。さらに特殊配合飼料（高脂肪、高コレステロール等）によりマウスを飼育することでロタウイルスの感染性が顕著に低下することを見出した。また様々な抗生物質を経口投与したマウスの腸内細菌叢をメタゲノム解析により調べたところ、ロタウイルス感染抑制効果を示したペニシリン投与マウスにおいて顕著に増加している細菌種が認められた。またペニシリン投与マウスの腸管内メタボローム解析を行ったところ、多くの代謝物質が顕著に増加もしくは減少していることが明らかとなった。